[發明專利]多輸入多輸出 Y 信道中基于網絡編碼的信號傳輸方法

有效

• 申請號: 201210000363.6
• 申請日: 2012-01-02
• 公開（公告）號: CN102510324A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 蘇玉萍;李穎;孫岳;林昊;常光輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種多輸入多輸出Y信道中基于網絡編碼的信號傳輸方法，包括：

(1)用戶節點對原始信號進行預編碼步驟

每個用戶節點將發給另外兩個用戶節點的信息進行預編碼，得到發送用戶節點的M×1維發送信號為：xi=Σj=1,j≠i3V[j,i]Wπ(j,i)Σ[j,i]s[j,i],]]>

式中i表示發送用戶節點，j表示接收用戶節點，且i，j∈{1，2，3}，i≠j，M表示發送用戶節點處配制的天線個數，且M為偶數，s^[j，i]是發送用戶節點i發給接收用戶節點j的M/2×1個數據流構成的原始信號向量，該向量的每個元素是均值為零、方差為1的相互獨立的隨機變量，∑^[j，i]是M/2×M/2的發送節點功率分配對角矩陣，W_π(j，i)是M/2×M/2用戶節點附加預編碼矩陣，下標π(j，i)是一個索引函數，滿足π(i，j)＝π(j，i)，且有π(1，2)＝1，π(1，3)＝2，π(2，3)＝3，因此有W_π(2，1)＝W_π(1，2)＝W₁，W_π(3，1)＝W_π(1，3)＝W₂，W_π(3，2)＝W_π(2，3)＝W₃，V^[j，i]是M×M/2的信號空間對齊矩陣，滿足H^[r，i]V^[j，i]＝H^[r，j]V^[i，j]，H^[r，i]表示用戶節點i到中繼節點r的N×M的信道矩陣，N表示中繼節點r處配置的天線個數，且有N＝3M/2，該信道矩陣的每個元素為服從均值為零、方差為1的相互獨立的復高斯隨機變量；

(2)用戶節點向中繼節點發送信號步驟

發送用戶節點i將進行預編碼得到的發送信號x_i發送給中繼節點r，得到中繼節點的N×1維接收信號為：

yr=Σi=13H[r,i]xi+nr]]>

=Σi=13H[r,i]Σj=1,j≠i3V[j,i]Wπ(j,i)Σ[j,i]s[j,i]+nr]]>

=U1W1s[r,1]+U2W2s[r,2]+U3W3s[r,3]+nr,]]>

式中，s^[r，1]＝∑^[2，1]s^[2，1]+∑^[1，2]s^[1，2]表示用戶節點1與用戶節點2的對齊信號，s^[r，2]＝∑^[3，1]s^[3，1]+∑^[1，3]s^[1，3]表示用戶節點1與用戶節點3的對齊信號，s^[r，3]＝∑^[3，2]s^[3，2]+∑^[2，3]s^[2，3]表示用戶節點2與用戶節點3的對齊信號，U₁＝H^[r，1]V^[2，1]＝H^[r，2]V^[1，2]表示信道矩陣H^[r，1]與信道矩陣H^[r，2]的列空間的交空間，U₂＝H^[r，1]V^[3，1]＝H^[r，3]V^[1，3]表示信道矩陣H^[r，1]與信道矩陣H^[r，3]的列空間的交空間，U₃＝H^[r，2]V^[3，2]＝H^[r，3]V^[2，3]表示信道矩陣H^[r，2]與信道矩陣H^[r，3]的列空間的交空間，n_r是N×1的噪聲向量，該向量的每個元素是均值為零、方差為的相互獨立的復高斯隨機變量；

(3)中繼節點對接收信號進行預編碼步驟

(3a)中繼節點r對接收信號y_r中包含的對齊信號s^[r，1]，s^[r，2]和s^[r，3]進行分離，用s^[r，1]的M/2×N維分離矩陣H₁乘以y_r，滿足H₁[U₂?U₃]＝0_M/2×M，得到第一個分離后的對齊信號y^[r，1]＝H₁y_r＝H₁U₁W₁s^[r，1]+H₁n_r，0_M/2×M表示M/2×M的全零矩陣，類似地，選擇s^[r，2]，s^[r，3]的分離矩陣H₂，H₃，分別滿足H₂[U₁?U₃]＝0_M/2×M，H₃[U₁?U₂]＝0_M/2×M，得到第二個分離后的對齊信號y^[r，2]＝H₂y_r＝H₂U₂W₂s^[r，2]+H₂n_r和第三個分離后的對齊信號，y^[r，3]＝H₃y_r＝H₃U₃W₃s^[r，3]+H₃n_r；

(3b)對分離后的對齊信號y^[r，1]，y^[r，2]，y^[r，3]進行預編碼，得到N×1的發送信號xr=Σi=13V[i,r]Σ[i,r]U[i,r]y[r,i],]]>

式中，V^[i，r]為干擾消除矩陣，∑^[i，r]為中繼節點的功率分配對角矩陣，其對角元素的值根據對齊信號s^[r，i]，i＝1，2，3中每個數據流采用平均功率分配來確定，U^[i，r]為中繼節點附加預編碼矩陣；

(4)中繼節點廣播發送信號步驟

中繼節點r將進行預編碼得到的發送信號x_r廣播給用戶節點，得到用戶節點i的M×1維接收信號為：y_i＝H^[i，r]x_r+n_i，i∈{1，2，3}，

式中n_i是M×1的噪聲向量，該向量的每個元素是均值為零、方差為的相互獨立的復高斯隨機變量，H^[i，r]是中繼節點到用戶節點i的M×N的信道矩陣，該矩陣的每個元素是服從均值為零、方差為1的相互獨立的復高斯隨機變量；

(5)用戶節點恢復數據步驟

用戶節點i根據接收信號y_i及自己的發送信號x_i來去掉自身的干擾，即從接收信號y_i中將x_i通過信道后形成的那部分信號減掉；然后采用迫零檢測恢復用戶j給用戶i發送的原始信號s^[i，j]，j∈{1，2，3}，j≠i。